T NG QUAN Đ ÁNỔ Ồ
1. Khái quát v ch ng c t :ề ư ấ
Ch ng c t là ph ng pháp dùng đ tách các h n h p ch t l ng cũng như ấ ươ ể ỗ ợ ấ ỏ ư
các h n h p khí l ng thành các c u t riêng bi t d a vào đ bay h i c a cácỗ ợ ỏ ấ ử ệ ự ộ ơ ủ
c u t trong h n h p (nghĩa là khi cùng m t nhi t đ , áp su t h i c a cácấ ử ỗ ợ ở ộ ệ ộ ấ ơ ủ
c u t khác nhau). Trong tr ng h p đ n gi n thì ch ng và cô đ c h u nhấ ử ườ ợ ơ ả ư ặ ầ ư
không khác nhau. Tuy nhiên gi a chúng có ranh gi i căn b n. Trong tr ngữ ở ả ườ
h p ch ng thì dung môi và ch t tan đ u bay h i, tr ng h p cô đ c thì ch cóợ ư ấ ề ơ ườ ợ ặ ỉ
dung môi bay h i còn ch t tan không bay h i.ơ ấ ơ
Đ i v i tr ng h p hai c u t ta có s n ph m đ nh g m các c u t có đố ớ ườ ợ ấ ử ả ẩ ỉ ồ ấ ử ộ
bay h i l n (c u t nh ) và m t ph n ít c u t có đ bay h i l n (c u tơ ớ ấ ử ẹ ộ ầ ấ ử ộ ơ ớ ấ ử
n ng) và s n ph m đáy g m c u t có đ bay h i bé và m t ph n r t ít c uặ ả ẩ ồ ấ ử ộ ơ ộ ầ ấ ấ
t có đ bay h i l n.ử ộ ơ ớ
Ch ng c t h nhi u c u t th ng g p trong công ngh hóa d u và trongư ấ ệ ề ấ ử ườ ặ ệ ầ
công nghi p tinh ch các lo i tinh d u thiên nhiên. Vi c tính toán thi t k cácệ ế ạ ầ ệ ế ế
thi t b ch ng c t h nhi u c u t khá ph c t p so v i h hai c u t , do đóế ị ư ấ ệ ề ấ ử ứ ạ ớ ệ ấ ử
ng i ta ph i đ a ra m t s khái ni m d n gi n hóa nh vi c phân lo i h nườ ả ư ộ ố ệ ơ ả ư ệ ạ ỗ
h p, xác đ nh các đ i l ng v t lý cũng nh cách bi u di n cân b ng pha.ợ ị ạ ượ ậ ư ễ ễ ằ
H n h p có t ba c u t tr lên đ c g i là h n h p nhi u c u t . Sỗ ợ ừ ấ ử ở ượ ọ ỗ ợ ề ấ ử ố
l ng c u t trong h n h p càng nhi u thì tính ch t ph c t p càng tăng khiượ ấ ử ỗ ợ ề ấ ứ ạ
ch ng c t. Do đó, ng i ta đã phân bi t ra hai lo i:ư ấ ườ ệ ạ
a. H n h p nhi u c u t đ n gi n: ỗ ợ ề ấ ử ơ ả đó là nh ng h n h p mà các c u t cóữ ỗ ợ ấ ử
th xác đ nh đ c s l ng, n ng đ và ch ng lo i.ể ị ượ ố ượ ồ ộ ủ ạ
b. H n h p nhi u c u t ph c t p:ỗ ợ ề ấ ử ứ ạ tính ch t ph c t p c a lo i h n h pấ ứ ạ ủ ạ ỗ ợ
này là do s c u t nhi u và đa d ng mà không th xác đ nh đ c số ấ ử ề ạ ể ị ượ ố
l ng và n ng đ c a chúng.ượ ồ ộ ủ
Các ph ng pháp ch ng c t đ c phân lo i theo:ươ ư ấ ượ ạ
•Áp su t làm vi c: ch ng c t áp su t th p, áp su t ấ ệ ư ấ ấ ấ ấ th ngườ , áp su tấ
cao.
•Nguyên lý làm vi c: liên t c, gián đo n (ch ng đ n gi n) và bánệ ụ ạ ư ơ ả
liên t c.ụ
2. Tính toán ch ng c tư ấ
2.1. Đ i v i h hai c u tố ớ ệ ấ ử
2.1.1. Ph ng pháp Mc Cabe – Theileươ
Ph ng pháp Mc Cabe – Theile thích h p cho nhi u tr ng h p có t nươ ợ ề ườ ợ ổ
th t nhi t và nhi t dung riêng không l n. C s c a ph ng pháp này là xemấ ệ ệ ớ ơ ở ủ ươ
g n đúng đ ng làm vi c ph n ch ng và ph n c t là đ ng th ng, t c làầ ườ ệ ầ ư ầ ấ ườ ẳ ứ
ch ng thùa nh n m t s gi thuy t sau:ứ ậ ộ ố ả ế
- S mol c a pha h i đi t d i lên b ng nhau trong t t c ti t di n c a tháp.ố ủ ơ ừ ướ ằ ấ ả ế ệ ủ
- H n h p đ u vào tháp nhi t d sôi.ố ợ ầ ở ệ ộ
- Ch t l ng ng ng trong thi t b ng ng có thành ph n b ng thành ph n h i raấ ỏ ư ế ị ư ầ ằ ầ ơ
kh i đ nh tháp.ỏ ỉ
- Đun sôi đáy tháp b ng h i đ i gián ti p.ở ằ ơ ố ế
- S mol ch t l ng không đ i theo chi u cao c a đo n c t và ch ng.ố ấ ỏ ổ ề ủ ạ ấ ư
Ph ng trình đ ng làm vi cươ ườ ệ :
Ph ng trình đ ng n ng đ làm vi c c a đo n c t.ươ ườ ồ ộ ệ ủ ạ ấ
Ph ng trình đ ng n ng đ làm vi c c a đo n ch ng.ươ ườ ồ ộ ệ ủ ạ ư
: t s l ng h n h p nh p li u so v i s n ph m đ nh.ỉ ố ượ ỗ ợ ậ ệ ớ ả ẩ ỉ
: ch s h i l u là t s gi a l u l ng dòng hoàn l u (Lỉ ố ồ ư ỉ ố ữ ư ượ ư 0) và l u l ng dòngư ượ
s n ph m đ nh (D).ả ẩ ỉ
Ch s h i l u:ỉ ố ồ ư
Ch s h i l u thích h p (R) đ c xác đ nh thông qua ch s h i l u t iỉ ố ồ ư ợ ượ ị ỉ ố ồ ư ố
thi u (Rểmin) và quan h theo ph ng trình sau: R= b.Rệ ươ min.
Ch s h i l u t i thi u d c xác đ nh theo các b c sau:ỉ ố ồ ư ố ể ượ ị ướ
1. V đ th đ ng cân b ng pha trên đ th x,y.ẽ ồ ị ườ ằ ồ ị
2. Xác đ nh đi m D (xị ể D, yD= xD) đ nh tháp ch ng c t trên đ th .ỉ ư ấ ồ ị
3. Xác đ nh đi m nh p li u (xị ể ậ ệ F, y*F) trong đó y*F là n ng đ pha h i cânồ ộ ơ
b ng ng v i n ng đ nh p li u.ằ ứ ớ ồ ộ ậ ệ
4. D ng đ ng th ng qua 2 đi m trên, giá tr giao đi m c a đ ng th ngự ườ ẳ ể ị ể ủ ườ ẳ
v i tr c trung chính b ng ớ ụ ằ , t đ y suy ra giá tr Rừ ấ ị min.
Xác đ nh s mâm lý thuy tị ố ế
Xác đ nh s mâm lý thuy t b ng đ th đ c ti n hành nh sau:ị ố ế ằ ồ ị ượ ế ư
1. V đ ng cân b ng x-y trên đ th n ng đ ph n mol.ẽ ườ ằ ồ ị ồ ộ ầ
2. Xác đ nh ph ng trình đ ng làm vi c và bi u di n ph ng trìnhị ươ ườ ệ ể ễ ươ
đ ng làm vi c trên đ th .Các ph ng trình đ ng làm vi c làươ ệ ồ ị ươ ườ ệ
đ ng th ng nên ch c n thi t l p 2 đi m đ v các ph ng trìnhươ ẳ ỉ ầ ế ậ ể ẻ ẽ ươ
này.
3. V các b c thang thay b t đàu t đi m A (xẽ ậ ắ ừ ể D, yD= xD) và k t thúc ế ở
đi m C (xểw, xw).S b c thang trên đ th ng s mâm lý thuy t c nố ậ ồ ị ứ ố ế ầ
tìm.
2.1.2. Ph ng pháp Ponchon- Savarit.ươ
Ph ng pháp này gi s r ng nhi t t n th t không đáng k .ươ ả ử ằ ệ ổ ấ ể
Ph n c t :ầ ấ
Cân b ng v t ch t b ph n phân ph i l ng:ằ ậ ấ ộ ậ ố ỏ
VN = LN + 1 +D
Ph ng trình cân b ng v t ch t cho các mâm đoan c t:ươ ằ ậ ấ ở ấ
Ln+1 + Vn-1 = Ln + Vn
Ln+1.xn+1 + Vn-1.yn-1 = Ln xn + Vn.yn.
Ph ng trinh cân b ng năng l ng cho t ng mâm trên đo n c t:ươ ằ ượ ừ ạ ấ
Ln+1.HL,n+1 + Vn-1.HV,n-1 = Ln HL,n + Vn.HL,n
Mâm nh p li u:ậ ệ
Ph ng trình cân b ng v t ch t t i mâm nh p li uươ ằ ậ ấ ạ ậ ệ
LF+1 + VF-1 + FL + FV =LF + VF\
LF+1.xF+1 +VF-1.yF-1 + FL.xF + FV.yF = LF.xF + VF.yF
Ph ng trình cân b ng năng l ng t i mâm nh p li u:ươ ằ ượ ạ ậ ệ
LF+1.HL,F+1 + VF-1.HV,F-1 + FL.+ FV = LF .HL,F + VF .HL,F
Ph n ch ngầ ư
Ph ng trình cân b ng v t ch t cho các mâm đo n ch ngươ ằ ậ ấ ở ạ ư
Lm+1 + Vm-1 = Lm +Vm
Lm+1.xm+1 + Vm-1.ym-1 = Lm.xm+ Vm.ym
Ph ng trình cân b ng t v trí n i đun:ươ ằ ạ ị ồ
W + L2 = V1
Ph ng trình cân b ng năng l ng trên t ng mâm cho đo n ch ng:ươ ằ ượ ừ ạ ư
L.mF+1.HL,m+1 + Vm-1.HV,m-1 = Lm.HL,m + Vm.HL,m
2.2. Đ i v i h n h p đa c u tố ớ ỗ ợ ấ ử
2.2.1. Ph ng pháp đ n gi n hóa Gillilandươ ơ ả
Gilliland giúp ta xác đinh đ c nhi t đ , l u l ng và n ng đ các c uượ ệ ộ ư ượ ồ ộ ấ
t c a dòng nh p li u, đ nh, đáy; d đoán đ c t s h i l u và s mâm lýử ủ ậ ệ ỉ ự ượ ỉ ố ồ ư ố
thuy t làm c s đ ph c v cho ph n tính toán t ng mâm ti p theo.ế ơ ở ể ụ ụ ầ ừ ế
H th c đ n gi n hóa ệ ứ ơ ả
Hai đ i l ng quan tr ng nh t trong ch ng c t là t s h i l u R và sạ ượ ọ ấ ư ấ ỷ ố ồ ư ỗ
b c bi n d i n ng đ N.Gilliland đã đ a ra m t h th c đ n gi n hóa nh mặ ế ổ ồ ộ ư ộ ệ ứ ơ ả ằ
bi u di n m i quan h gi a t s h i l u R và s b c N d i d ng các h mể ễ ố ệ ữ ỉ ố ồ ư ỗ ậ ướ ạ ả
s ố(N) và (R):
(R)